高中物理第一章静电场电势差电势导学案新人教选修

电势差电势
〖自主学习〗
请阅读教材第一章第5节P20至P21。

完成下列问题，并将相应内容在书上做上记号
【任务1】
电场中两点间的的差值，叫电势差，也叫，单位
【任务2】
电势差的定义式，静电力所做的功可写成
请阅读教材第一章第4节P17至P19。

完成下列问题，并将相应内容在书上做上记号
【任务3】
沿电场线方向电势逐渐降低，电势有正负，电势是量；物理学中常取离场源电荷无穷处的电势为，实际应用中常取的电势为
【任务4】
电场中电势相等的点构成的线叫，构成的面叫，
【任务5】
电场线与等势线（面），且由电势的等势线（面）指向电势的等势线（面）〖问题讨论〗
【问题1】
在电场中沿等势线（面）移动电荷时，静电力做功吗？
【问题2】
电场线与等势线有什么区别和联系？常见电场的电场线和等势线你能画出几个？
【问题3】
你将采用什么方法记忆和理解电势、电势差及相关内容？
高二年级物理选修3－1学案
————电势差电势
〖学习目标〗
1、知道电势差的定义式及与电势的关系
2、知道等势面与电场线间的关系
3、能应用等势面与电场线间的关系解决实际问题
〖知识链接〗
1、高度差及高度的概念；
2、功能关系；
3、力和运动的关系
〖新课内容〗
1、电势差的定义式
2、电势及等势面
3、等势面与电场线间的关系
4、电势差与电势的关系
〖典型例题〗
1、在静电场中，下列说法中错误的是（）
A．电场强度为零的点，电势也一定为零
B．电场强度处处相等的区域内，电势也一定处处相等
C．只在电场力作用下，正电荷一定从电势高的地方向电势低的地方移动
D．沿着电场线方向电势一定越来越低
2、如图所示，a、b为竖直向上的电场线上的两点，一带电质点在a由静止释放，沿电场线方向向上运动，到b点速度恰好为零，下列说法中正确的是（）
A、带电质点在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的
B、a点电势比b点的电势高
C、带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小
D、a点的电场强度比b点的电场强度大
3、如图所示，在O点置一点电荷Q，以O为圆心作一圆。

现将一电荷从A分别移到圆上的B、C、D三点，则电场力做功最多的过程是（）
A、移到B的过程
B、移到C的过程
C、移到D的过程
D、三个过程一样多
4、关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是（）
A、电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电量决定
B、电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电量决定
C、电势差是矢量，电场力做的功是标量
D、在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点的电势差为零
5、下列说法中正确的是（）
A、重力做功与路径无关，与移动物体的初末位置的竖直高度差有关，即W AB=mgh AB
B、静电场力做功与路径无关，与移动电荷的初末位置的电势差有关，即W AB=qU AB
C、重力对物体做正功，其重力势能能减少，做负功则重力势能增加
D、静电场力对正电荷做正功，正电荷电势能减少，对负电荷做正功，负电荷电势能减少
〖课后作业〗
1、如图所示，电场中有A 、B 两点，则下列说法中正确的是：（ ）
A 、电势A ϕ＞
B ϕ，场强E A ＞E B B 、电势A ϕ＞B ϕ，场强E A ＜E B
2、在静电场中，一个带电量q=2.0×10-9C 的负电荷从A 点移动到B 点，在这过程中，除电场力外，其他力做的功为4.0×10-5J ，质点的动能增加了8.0×10-5J ，则A 、B 两点间的电势差大小为（ ）
A 、2×10-4V
B 、1×104V
C 、4×104V
D 、2×104V
3、如图所示，在场强为E 的匀强电场中，一电子（电量为e ，质量为m ）从电场中的A 点沿电场线方向以速度v 0运动，到达B 点是时速度为零，求：
⑴A 、B 两点间电势差U AB 为多少？
⑵电子从A 点运动到B 点所用时间为多少？
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．光滑绝缘的水平桌面上方存在垂直桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B俯视图如图所示。

一个质量为2m、电荷量为q的带正电小球甲静止在桌面上，另一个大小相同、质量为m的不带电小球乙，以速度v0沿两球心连线向带电小球甲运动，并发生弹性碰撞。

假设碰撞后两小球的带电量相同，忽略两小球间静电力的作用。

则下列关于甲、乙两小球碰后在磁场中的运动轨迹，说法正确的是
A．甲、乙两小球运动轨迹是外切圆，半径之比为2︰1
B．甲、乙两小球运动轨迹是外切圆，半径之比为4︰1
C．甲、乙两小球运动轨迹是内切圆，半径之比为2︰1
D．甲、乙两小球运动轨迹是内切圆，半径之比为4︰1
2．下列说法中正确的是
A．法拉第通过研究电磁感应现象得出了法拉第电磁感应定律
B．安培通过研究电荷之间相互作用的规律得到了安培定则
C．奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象之间的联系
D．汤姆孙通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量
3．图1为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置在x=6.0m
处的质点.图2为质点Q的振动图象，下列说法正确的是______
A．这列简谐横波的波速为60m/s
B．质点Q做简谐运动的位移一时间关系式为y=0.20sin
t(cm)
C．在t=0.10s时，质点Q向y轴负方向运动
D．从t=0.10s到t=0.20s，质点Q通过的路程为20cm
E. 在r=0.10s时，质点P的运动方向与y轴正方向相同
4．如图所示，钢铁构件A、B．放在平板卡车的水平底板上，卡车底板和B间动奉擦因数为μ1，A、B间
动摩擦因数为μ2，，卡车刹车的最大加速度为a，
，可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，卡车沿平直公路行驶途中遇到紧急情况时.要求其刹车后在s0距离内能安全停下，则汽车运行的速度不能超过
A． B．
C． D．
5．某人乘电梯下楼，在竖直下降的过程中，电梯速度的平方v2与下降的位移x的关系如图所示，则人对地板的压力
A．x=1m时大于人的重力
B．x=11m时大于人的重力
C．x=21m时大于人的重力
D．x=21m时等于人的重力
6．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1 : 3 , 两端分别接有4个阻值相同的电阻，则流过R1和R2的电流之比为
A．3：1 B．6：1
C．9：2 D．11：2
二、多项选择题
7．下列说法正确的是____________.
A．液体的沸点是液体的饱和蒸气压与外界压强相等时的温度
B．当液体与大气接触时，液体表面分子的势能比液体内部分子的势能要大
C．布朗运动虽不是分子运动，但它证明了组成固定颗粒的分子在做无规则运动
D．第二类永动机不能制成是因为它违反了能量守恒定律
E．热力学第二定律告诉我们一切自发的过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行
8．一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p–T图像如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O。

下列判断正确的是________。

A．气体在a、c两状态的体积相等
B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能
C．在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功
D．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
E. 在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功
9．下列说法正确的是________。

A．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小
B．布朗运动就是气体或液体分子的无规则运动
C．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性
D．做功和热传递在改变系统内能方面是不等价的
E. 第二类永动机虽不违背能量守恒定律，但也是不可能制成的
10．地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。

某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等。

不考虑摩擦阻力和空气阻力。

对于第①次和第②次提升过程，
A．矿车上升所用的时间之比为4:5
B．电机的最大牵引力之比为2:1
C．电机输出的最大功率之比为2:1
D．电机所做的功之比为4:5
三、实验题
11．如图所示是利用打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，个计数点到0点得距离如下图所示
（1）试求2、5两点时的速度大小？
（2）试求纸带在从计数点2 运动到计数点5 过程中的平均加速度
12．某同学把电流表、干电池E和一个变阻器R串联后，两端连接两支测量表笔，做成了一个测量电阻的简易装置，如图甲所示，其中电流表的量程为10mA。

（1）保持变阻器R滑片在其位置不变，两表笔直接接触时，电流表的读数为5.0mA；两表笔与
的电阻相连时，电流表的读数为2.0mA，则该简易装置的
内阻是_____________ ，电源电动势大小是
____________V。

（2）为了使两表笔直接接触时电流表满偏，需要_____________（填写“增大”或者“减小”）变阻器R 的阻值。

当调整完毕后表盘上8mA刻度线对应的电阻刻度值是_________。

（3）用调整好的简易装置测阻值为R的电阻时，通过表头的电流为I，表针相对于电流表表盘的零刻度线转过的角度为，图乙为
与I或R的关系图象，可能正确的有___________（选填图像下的字母）。

四、解答题
13．一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以的速度匀速行驶的货车有违章行为时，决定前去追赶，钟后
警车起动以的加速度做匀加速运动，试问：
（）警车在追赶货车的过程中，两车间的最大距离是多少．（）若警车能达到的最大速度是
，达到最大速度后以该速度匀速运动，则警车发动后要多长时间才能追上货车．
14．如图所示，间距为L的两光滑平行金属导轨MN、PQ水平放置，导轨右端接有一阻值为R的电阻，导轨足够长。

在垂直导轨的虚线cd右则存在一磁感应强度大小为B、方向垂直轨道平面竖直向上的匀强磁场。

现将一长度为L、质量为m、阻值也为R的金属杆ab置于虚线cd的左侧，且用该金属杆的中心位置沿水平方向压缩固定在水平地面上的轻质弹簧(弹簧与杆不粘连)。

当弹簧的弹性势能为
时，由静止释放金属杆。

已知弹簧恢复到原长时金属杆还
未进入磁场，金属导轨的电阻不计，金属杆始终与导轨垂直且接触良好。

求：
(1)金属杆运动的整个过程中，回路中产生的感应电流的最大值；
(2)金属杆从进入磁场到加速度为a的过程中电阻R上产生的焦耳热Q；
(3)金属杆进入磁场后滑行的位移x。

【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．ABE
8．ABE
9．ACE
10．AC
三、实验题
11．（1）0.40m/s；0.70m/s（2）1m/s2
12．1.0 减小 25 AD
四、解答题
13．（1）（2）14．（1）（2）
（3）
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示，一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端，用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面)，木板对小球的推力F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况正确的是：
A．F1减小，F2减小B．F1减小，F2增大
C．F1增大，F2减小D．F1增大，F2增大
2．下列说法正确的是
A．频率越低的光，粒子性越显著
B．无论光强多强，只要入射光的频率小于金属的截止频率，就不能发生光电效应
C．氢原子吸收光子后，电子运动的轨道半径变大，动能也变大
D．发生β衰变时，新核的核电荷数不变
3．如图所示，置于粗糙水平面上的物块A和B用轻质弹簧连接，在水平恒力F的作用下，A、B以相同的加速度向右运动．A、B的质量关系为m A>m B，它们与地面间的动摩擦因数相同．为使弹簧稳定时的伸长量增大，下列操作可行的是( )
A．仅减小B的质量
B．仅增大A的质量
C．仅将A、B的位置对调
D．仅减小水平面的粗糙程度
4．如图，光滑水平面上有两辆小车，用细线相连，中间有一个被压缩的轻弹簧，小车处于静止状态。

烧断细线后，由于弹力的作用两小车分别向左、右运动。

已知两小车质量之比m1:m2=2:1，下列说法正确的是
A．弹簧弹开后两车速度大小之比为1:2
B．弹簧弹开后两车动量大小之比为1:2
C．弹簧弹开过程m1、m2受到的冲量大小之比为2:1
D．弹簧弹开过程弹力对m1、m2做功之比为1:4
5．如图，倾角为300的光滑斜面固定在水平面上，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在斜面底端的挡板上，另一端与质量为m的物块A连接，A静止于P点。

现对A施加一方向平行于斜面向上、大小F =mg的恒定拉力，使A向上运动。

若运动过程中，弹簧形变未超过弹性限度，重力加速度为g，则（）
A．刚施加拉力F时，A的加速度大小为0. 5g
B．速度最大时，A距P点的距离为
C．在A上升到最高点的进程中，A和弹簧系统的机械能先增加后减小
D．在A上升到最高点的过程中，A的机械能先增加后减小
6．用一根细绳，一端系住一个质量为m的小球，另一端悬在光滑水平桌面上方h处，绳长l大于h，使小球在桌面上做如图2所示的匀速圆周运动．若使小球不离开桌面，其转速最大值是 ( )
A．
B．
C．
D．
二、多项选择题
7．如图所示，甲球从O点以水平速度1飞出，落在水平地面上的A点．乙球从O点以水平速度2飞出，落在水平地面上的B点，反弹后恰好也落在A点两球质量均为m．若乙球落在B点时的速度大小为2，与地面的夹角为60°，且与地面发生弹性碰撞，不计碰撞时间和空气阻力，下列说法正确的是
A．乙球在B点受到的冲量大小为
B．抛出时甲球的机械能大于乙球的机械能
C．OA两点的水平距离与OB两点的水平距离之比是3：1
D．由O点到A点，甲、乙两球运动时间之比是1：1
8．如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环．小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力（）
A．一直不做功
B．一直做正功
C．一定指向大圆环圆心
D．可能背离大圆环圆心
9．我国于2013年12月2日成功发射嫦娥三号探月卫星，并于12月14日在月面的虹湾区成功实现软着陆并释放出“玉兔”号月球车，这标志着中国的探月工程再次取得阶段性的胜利。

如图所示，在月球椭圆轨道上的已关闭动力的探月卫星在月球引力作用下向月球靠近，并将在B处变轨进入半径为r、周期为T 的环月轨道运行，已知万有引力常量为G。

下列说法中正确的是
A．图中探月卫星正减速飞向B处
B．探月卫星在B处变轨进入环月轨道时必须点火减速
C．由题中条件可以算出月球质量
D．由题中条件可以算出探月卫星受到月球引力大小
10．如图所示，空间存在四分之一圆形磁场区域，磁场方向垂直纸面向外。

一电子以初速度v从圆心O沿着OD方向射入磁场，经过时间t恰好由A点离开磁场。

若电子以初速度v´从O沿着OD方向射入磁场，经时间t´恰好由C点离开磁场。

已知圆弧AC长度是圆弧CD长度的一半，则（）
A．B．C．
D．
三、实验题
11．如图所示的装置中，线圈和线框都置于竖直平面内，线圈的面积为1×104cm2，线圈中磁感应强度B1的变化是均匀的．线框中的磁场是匀强磁场，磁感应强度B2=0.2T．ab与线框都是裸导线且接触面光滑，ab可在线框上滑动，它的长度为L=10cm，质量为4g，闭合电路的总电阻为R=0.5Ω，g=10m/s2．试求：（不计一切摩擦）
（1）若要使ab能处于静止状态，B1的大小应该是减弱还是增强？
（必须写出必要的文字说明，直接给出结论的不能得分）
（2）当ab恰好处于静止状态时B1的变化率为多大？
12．如图甲所示的电路，金属丝固定在两接线柱a、b上，鳄鱼夹c与金属丝接触良好，现用多用电表测量保护电阻R0的阻值，完成相关的内容：
(1)将转换开关转到欧姆挡，红、黑表笔短接，调节________．使指针恰好停在欧姆刻度线的_______处．
(2)先________，再将红、黑表笔分别接在R0的两端，测量结果如图乙所示，则R0的阻值为_______．
四、解答题
13．如图所示，三块挡板围成截面边长L＝1.2m的等边三角形区域，C、P、Q分别是MN、AM和AN中点处的小孔，三个小孔处于同一竖直面内，MN水平，MN上方是竖直向下的匀强电场，场强E=4×10-4N /C。

三角形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B1；AMN以外区域有垂直纸面向外，磁感应强度大小为B2＝3B1的匀强磁场。

现将一比荷q/m=105C/kg的帯正电的粒子，从O点由静止释放，粒子从MN小孔C进入内部匀强磁场，经内部磁场偏转后直接垂直AN经过Q点进入外部磁场。

已知粒子最终回到了O 点，OC相距2m。

设粒子与挡板碰撞过程中没有动能损失，且电荷量不变，不计粒子重力，不计挡板厚度，取π＝3。

求：
（1）磁感应强度B1的大小；
（2）粒子从O点出发，到再次回到O点经历的时间；
（3）若仅改变B2的大小，当B2满足什么条件时，粒子可以垂直于MA经孔P回到O点（若粒子经过A点立即被吸收）。

14．内径为r，外径为的透明介质半球壳折射率n =2，如图为其截面示意图。

（1）将点光源放在球心O处，求光射出球壳的最短时间；
（2）将光源移至O点正上方内壳上的P点，使其发出的光射向球壳外，求透明球壳外表面发光区域在截面上形成的弧长。

【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．ABC
8．AD
9．BC
10．BD
三、实验题
11．（1）若要使ab能处于静止状态，B1的大小应该是减弱；（2）当ab恰好处于静止状态时B1的变化率为1T/s．
12．“Ω”调零旋钮(或欧姆调零旋钮)零刻度断开开关S2Ω
四、解答题
13．（1）；（2）
；（3）
14．（1）（2）
31。